JPH07253370A - 6分力の計測システム - Google Patents

6分力の計測システム

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JPH07253370A
JPH07253370A JP4265894A JP4265894A JPH07253370A JP H07253370 A JPH07253370 A JP H07253370A JP 4265894 A JP4265894 A JP 4265894A JP 4265894 A JP4265894 A JP 4265894A JP H07253370 A JPH07253370 A JP H07253370A
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JP
Japan
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error
matrix
calibration
component
inverse
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JP4265894A
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English (en)
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Masato Imahashi
眞人 今橋
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はロケットエンジン等の推力計測試験
において、校正試験により求められた校正マトリックス
[A]から、その逆行列[A-1]を求めるときに生じる
演算誤差による悪影響を解決することができる6分力の
計測システムを提供することを目的とする。 【構成】 (イ)分力検出器1〜6と、(ロ)較正ボッ
クス9と、(ハ)シグナルコンディショナ10と、
(ニ)処理用計算機11とを有し、前記処理用計算機1
1は、 [Fm]=[B][dE][Xmax ]
(a) なる計算式で較正試験結果に対する演算誤差の影響を判
定する逆行列演算誤差判定プログラムを有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロケットエンジンの推
力計測試験及び飛翔体等に加わる分力の計測試験におい
て、分力計測を行う際に利用される逆行列演算誤差判定
機能付分力計測システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の一例を図6に示す。供試体
(ロケットエンジン)7及び架台8間に取り付けられた
分力検出器1〜6により検出された分力は、シグナルコ
ンディショナ10を通して所要の電気信号に変換され、
処理用計算機11に取り込まれる。ここで取得された分
力のデータは、供試体ロケットエンジン7のねじれ等の
影響による干渉力が含まれており図2の座標系の独立し
た分力成分を計測するには、得られたデータから行列演
算を用いて、これらの力成分(Fx,Fy,Fz,M
x,My,Mz)を計算する必要が有る。
【0003】図7は従来システムのフローチャートを示
す。オペレータは処理用計算機110を用いてブロック
21で試験に必要な各種設定値を入力する。次にブロッ
ク22で校正行列すなわち校正マトリックス[A]、及
びその逆行列として計算される[Am-1]を求める為
に、校正試験を行なう。この試験により求められる校正
マトリックス[A]から、その逆行列を求める際に、有
限桁数の演算による演算誤差が生じる。
【0004】この演算誤差が以降のブロック25及びブ
ロック26の分力計算試験及びデータ処理に悪影響をお
よぼす。ここでブロック25の分力計算試験とは、エン
ジンの燃焼試験及び飛翔体への通風試験であり、6分力
を算出する為の元データの取得を目的とする。ブロック
26のデータ処理とは、分力試験により得られたデータ
から6分力(Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz)を
求める演算処理をいう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、校正
試験により求められる校正マトリックス[A]から、そ
の逆行列[A-1]を求める際に、有限桁数の演算による
演算誤差が生じる。逆行列として求められる誤差を含ん
だ逆行列[Am-1]を用いて校正試験以降の分力計測試
験及びデータ処理が行なわれる為、計測結果の精度にこ
の演算誤差が悪影響をおよぼすという問題がある。本発
明はこれらの問題を解決することができる6分力の計測
システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る6分力の計
測システムは(イ)分力検出器1〜6と、(ロ)較正ボ
ックス9と、(ハ)シグナルコンディショナ10と
(ニ)処理用計算機11とを有し、前記処理用計算機1
1は、 [Fm]=[B][dE][Xmax ] (a) なる計算式で較正試験結果に対する演算誤差の影響を判
定する逆行列演算誤差判定プログラムを有し、計算上求
められる最大の誤差[Fm ]の各成分の絶対値を最大に
する各検出器の計測範囲[Xmax ]と、許容誤差の規定
値[C]と、検出器の位置を表わすデータ[B]を入力
するとともに、分力検出器1〜6からの検出信号を較正
ボックス9とシグナルコンディショナー10を介して入
力し、校正マトリックス[A]から逆行列を求める際の
演算誤差[dE]を、校正試験により求めた校正マトリ
ックス[A]と校正マトリックス[A]の計算誤差を有
する逆行列[Am-1]と単位マトリックス[E]に基づ
き [dE]=[Am-1][A]−[E] (b) なる計算式により算出し、計算上求められる最大誤差
[Fm]の各成分を(a)式から求めることを特徴とす
る。
【0007】
【作用】分力検出器1〜6と、較正ボックス9と、シグ
ナルコンディショナ10と処理用計算機11とを有し、
前記処理用計算機11は、 [Fm]=[B][dE][Xmax ] (a) なる計算式で較正試験結果に対する演算誤差の影響を判
定する逆行列演算誤差判定プログラムを有し、計算上求
められる最大の誤差[Fm]の各成分の絶対値を最大に
する各検出器の計測範囲[Xmax ]と、許容誤差の規定
値[C]と、検出器の位置を表わすデータ[B]を入力
するとともに、分力検出器1〜6からの検出信号を較正
ボックス9とシグナルコンディショナー10を介して入
力し、校正マトリックス[A]から逆行列を求める際の
演算誤差[dE]を [dE]=[Am-1][A]−[E] (b) なる計算式により算出し、式(a)により、計算上求め
られる最大の誤差[Fm]の各成分を算出する。従って
逆行列演算誤差を定量的に判断することが可能になる。
そのため計測結果の正確な評価に寄与することができ
る。
【0008】
【実施例】本発明の第1実施例を図1〜図3に基づいて
説明する。図1は本発明をロケットエンジンの推力計測
試験システムへ適用した際のシステム構成図である。
【0009】図2はロケットの6分力の座標系を示す図
である。図3は第1実施例に係る計測システムのフロー
チャートである。ロケットエンジン7及び架台8間に取
付けられた分力検出器1〜6により検出された6分力
は、シグナルコンディショナ10を通して所要の電気信
号に変換され、処理用計算機11に取り込まれる。ここ
で取得された6分力のデータは、ロケットエンジン7の
ねじれ等の影響による干渉力が含まれている。そのた
め、図2に示す座標系についての独立した6分力成分を
計測するには得られたデータから、行列演算を用いてこ
れらの6分力成分(Fx,Fy,Fz,Mx,My,M
z)を計算する必要が有る。
【0010】図3は第1実施例のフローチャートを示
す。図3において二重線部で描かれたブロックは逆行列
演算誤差を処理するブロックを示す。オペレータは処理
用計算機11を用いてブロック21で許容誤差の規定値
[C](6コの成分を持つベクトル)を入力する。規定
値[C]は[Fm](計算上求められる最大の誤差)が
許容出来るか否かの判定に使われる値であり、許容誤差
がP%である場合には、 [C]=p/100×(X1max ,X2max ,…X6ma
x ) により求められる。
【0011】判定は、[Fm]の各成分が、[C]の対
応した各成分の値以下であれば、精度上の問題は無いと
いうことになる。規定値[C]としては通常、計測範囲
の0.02%の値が使用される。この他にブロック21
では検出器の位置を表す行列[B]の他、試験に必要な
以下に述べるその他の設定値の入力が行なわれる。その
他の設定値の入力とは校正試験を実施する上で必要とな
るデータであり、例えば、試験開始・終了時刻、試験計
測時間、模擬荷重パターン(時系列データ)、検出器
(ロードセル等)の固有データ(補正曲線の係数)、気
温、等をいう。
【0012】ブロック22では、校正マトリックス
[A]を求める為の校正試験が行なわれ、又、その結果
である校正マトリックス[A]に対する逆行列として
[Am-1](演算誤差含む逆行列。)が処理用計算機1
1により求められる。ここで校正試験とは6分力計算試
験(飛翔体,ロケットエンジン等の噴射試験)を行なう
前に実施される試験であり、通常、油圧機器等で模擬的
に力を供試体に加えることにより、各軸(6軸)の相互
干渉を計測し、校正マトリックス及びその逆行列を求め
ることを主旨とする試験をいう。
【0013】次に、ブロック23では図5に記載したS
−1詳細の式(1)〜(3)の計算処理を実施し、以下
に述べる式により、計算上求められる最大誤差[Fm]
を求める。
【0014】
【数1】
【0015】
【数2】
【0016】
【数3】
【0017】そしてブロック23で求めた[Fm]とブ
ロック21で入力した許容誤差[C]を定量的に比較す
る事により、逆行列演算時の誤差の悪影響を回避する事
が可能になる。
【0018】ブロック25では、供試体であるロケット
エンジン7を燃焼させ、データの取得を行なう。ブロッ
ク26では、ブロック25で得られたデータから6分力
を算出する演算処理を実施する。
【0019】前述のように本発明システムでは、処理用
計算機上で動作するプログラムに逆行列演算誤差判定プ
ログラムを追加することにより、オペレータが校正試験
結果に対する演算誤差の影響を定量的に判断する事を可
能とした。そのための演算誤差の判定プログラムの計算
式は、式(8)に示す通りである。すなわち、 [Fm]=[B][dE][Xmax ] ただし、 [Fm];各軸(Fx,Fy,Fz,Mx,My,M
z)に憂慮される演算誤差の最大値で、6つの成分を持
つベクトル。
【0020】[B];検出器の位置を表わした6行6列
の行列式。 [dE];校正マトリックスを[A],[A]の逆行列
として処理用コンピュータ内にて演算された結果の行列
を[Am-1]とした場合、その積[Am-1][A]の値
は、[Am-1][A]=[E]+[dE]で表わされ
る。([E]は単位行列)これは、計算機による演算で
は有限桁数で計算される為、この[Am-1]は、[A]
の真の逆行列[A-1]とは異なるため、誤差を生じてし
まうからである。つまり、[dE]は6行6列の行列で
あり単位行列[E]からの誤差を表した行列である。
【0021】[Xmax ];各検出器の計測範囲の最大値
で6コの成分を持つベクトル。 この様に[Fm]を算出し、処理用計算機上に表示させ
る事により、オペレータは定量的に逆行列演算時の誤差
を評価することが出来る。
【0022】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 (1)逆行列演算誤差判定機能を有するため、6分力計
測試験以前に、逆行列演算誤差を定量的に判断すること
ができる。 (2)そのため多額の費用がかかる分力計測試験の再行
を回避することができ、試験費用の低減をはかることが
できる。 (3)計測結果の正確な評価の向上に寄与することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る計測システムの構成
図。
【図2】ロケットの6分力の座標系を示す図。
【図3】第1実施例に係る計測システムのフローチャー
ト。
【図4】図3のブロック21における入力の説明図。
【図5】図3のブロック23における計算を示す図。
【図6】従来の計測システムを示す図。
【図7】従来の計測システムのフローチャート。
【符号の説明】 1〜6;分力検出器 7 ;供試体 8 ;架台 9 ;分力検出用較正ボックス 10 ;シグナルコンディショナー 11,110;処理用計算機 21〜26;プログラムフローチャートにおける各種処
理ブロック

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 6分力の計測システムにおいて、(イ)
    分力検出器(1〜6)と、(ロ)較正ボックス(9)
    と、(ハ)シグナルコンディショナ(10)と(ニ)処
    理用計算機(11)とを有し、 前記処理用計算機(11)は、 [Fm]=[B][dE][Xmax ] (a) なる計算式で較正試験結果に対する演算誤差の影響を判
    定する逆行列演算誤差判定プログラムを有し、計算上求
    められる最大の誤差[Fm]の各成分の絶対値を最大に
    する各検出器の計測範囲[Xmax ]と、許容誤差の規定
    値[C]と、検出器の位置を表わすデータ[B]を入力
    するとともに、分力検出器(1〜6)からの検出信号を
    較正ボックス(9)とシグナルコンディショナー(1
    0)を介して入力し、校正マトリックス[A]から逆行
    列を求める際の演算誤差[dE]を、校正試験により求
    めた校正マトリックス[A]と校正マトリックス[A]
    の計算誤差を有する逆行列[Am-1]と単位マトリック
    ス[E]に基づき [dE]=[Am-1][A]−[E] (b) なる計算式により算出し、計算上求められる最大誤差
    [Fm]の各成分を(a)式から求めることを特徴とす
    る6分力の計測システム。
JP4265894A 1994-03-14 1994-03-14 6分力の計測システム Withdrawn JPH07253370A (ja)

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Cited By (4)

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